JPS6098888A - 直流モ−タの制御装置 - Google Patents
直流モ−タの制御装置Info
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- JPS6098888A JPS6098888A JP58206931A JP20693183A JPS6098888A JP S6098888 A JPS6098888 A JP S6098888A JP 58206931 A JP58206931 A JP 58206931A JP 20693183 A JP20693183 A JP 20693183A JP S6098888 A JPS6098888 A JP S6098888A
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- Japan
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- control circuit
- torque
- control
- switching element
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/30—Arrangements for controlling the direction of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は直流モータの制御装置、特にトルクの大きさ
を制御する回路に関するものである。
を制御する回路に関するものである。
従来、ブラシレス直流モータとして第1図に示すものが
公知である。同図において、lは回転軸2を中IC弓こ
回転する回転子であり、この回転子lには軸2を介して
対向するN極とS極との磁極3゜4から成る永久磁石5
が一体化される。6は筒状の固定子であり、この固定子
6には3個の駆動コイル7.8.9が等配されている。
公知である。同図において、lは回転軸2を中IC弓こ
回転する回転子であり、この回転子lには軸2を介して
対向するN極とS極との磁極3゜4から成る永久磁石5
が一体化される。6は筒状の固定子であり、この固定子
6には3個の駆動コイル7.8.9が等配されている。
ここで便宜上固定子6ば図中A −Fで示した6つの領
域に分りられているものとする。
域に分りられているものとする。
このような構成のブラシレス直流モータは第2図に示す
制御装置で駆動される。第2図において、駆動コイル7
.8.9の一端u (−) 、 v(−) 。
制御装置で駆動される。第2図において、駆動コイル7
.8.9の一端u (−) 、 v(−) 。
lr (−)は共通接続される。駆動コイル7の他端U
(+)は、直列接続されたスイッチングトランジスタ1
0と11との間に接続され、駆動コイル8の他端1/−
(→−)は、直列接続されたスイッチングI・ランジス
タ12と13との間に接続され、駆動コイル9の他端J
]→−)は、直列接続されたスイッチングトランジスタ
14と15との間に接続される。トランジスタ11,1
3.15のエミッタ側はトランジスタ16を介してアー
スされ、トランジスタ 10,12.14のエミッタ側
に電源17の電圧が与えられ、各トランジスタ10〜1
5のベース側に回転方向制御回路18からの制御信号が
与えられ、これによりオンオフ制御される。回転方向制
御回路18は回転子1の回転角度(回転位置)を検出す
る図示しない回転角検出器からの回転角信号S1と、図
示しない回転方向設定器より出力される回転方向信号S
2にもとづいて上記トランジスタ10〜15を選択的に
制御する。トランジスタ16のベース側にトルク制御回
Ii!819からの信号が与えられる。トルク制御回路
19は図示しないトルク設定器より出力されるトルク指
令信号S3に相当する大きさの信号をトう゛ ンジスタ
16のベース側に供給し、これにより、トランジスタ1
6のコレクク側からエミッタ間を介して流れる電流の大
きさが制御され、駆動コイル7〜9に流れる電流が制御
され、このため、1−ルクが制御されることになる。
(+)は、直列接続されたスイッチングトランジスタ1
0と11との間に接続され、駆動コイル8の他端1/−
(→−)は、直列接続されたスイッチングI・ランジス
タ12と13との間に接続され、駆動コイル9の他端J
]→−)は、直列接続されたスイッチングトランジスタ
14と15との間に接続される。トランジスタ11,1
3.15のエミッタ側はトランジスタ16を介してアー
スされ、トランジスタ 10,12.14のエミッタ側
に電源17の電圧が与えられ、各トランジスタ10〜1
5のベース側に回転方向制御回路18からの制御信号が
与えられ、これによりオンオフ制御される。回転方向制
御回路18は回転子1の回転角度(回転位置)を検出す
る図示しない回転角検出器からの回転角信号S1と、図
示しない回転方向設定器より出力される回転方向信号S
2にもとづいて上記トランジスタ10〜15を選択的に
制御する。トランジスタ16のベース側にトルク制御回
Ii!819からの信号が与えられる。トルク制御回路
19は図示しないトルク設定器より出力されるトルク指
令信号S3に相当する大きさの信号をトう゛ ンジスタ
16のベース側に供給し、これにより、トランジスタ1
6のコレクク側からエミッタ間を介して流れる電流の大
きさが制御され、駆動コイル7〜9に流れる電流が制御
され、このため、1−ルクが制御されることになる。
次にこのような構成による直流モーフの制御装置の動作
について説明する。第1図において、回転子1に固定さ
れた永久磁石5ばその両端の磁極3.4で強い磁場を形
成するので、これらの磁場の中にある駆動コイル7〜9
に電流が流れると、その電流の向きに応じて、時計回り
又は反時計回りの回転トルクが発生ずる。例えば、磁石
5のN極が固定子6の領域Aにあるとき、コイル7に正
の電流を流すと回転子lに時計回りのトルクが発生ずる
。このとき、磁石5のS極は固定子6の領域りにあるの
で、コイル8に負の電流を流せばやはり回転子1に時計
回りのトルクが発生ずる。これら全ての関係を次表に示
す。
について説明する。第1図において、回転子1に固定さ
れた永久磁石5ばその両端の磁極3.4で強い磁場を形
成するので、これらの磁場の中にある駆動コイル7〜9
に電流が流れると、その電流の向きに応じて、時計回り
又は反時計回りの回転トルクが発生ずる。例えば、磁石
5のN極が固定子6の領域Aにあるとき、コイル7に正
の電流を流すと回転子lに時計回りのトルクが発生ずる
。このとき、磁石5のS極は固定子6の領域りにあるの
で、コイル8に負の電流を流せばやはり回転子1に時計
回りのトルクが発生ずる。これら全ての関係を次表に示
す。
以下余白
ツ下余白
このように回転子1のN極が固定子6のΔ〜Fのどの領
域にあるかに従ってこれらコイル7〜9の中の2個のコ
イルと、電流の方向を選択することにより回転子1に時
計回りまたは反時計回りの1−ルクを与えることができ
る。回転方向制御回路18は回転角信号Slと回転方向
信号S2とにもとづきこの選択動作を自動的に行う。す
なわち例えば、回転子1の永久磁石5のN極がAの領域
にあってこれを時計回りに回転さ・仕たいときは、6個
のトランジスタ10〜15のうちトランジスタIOと1
3の2つだけがオンするように制御回路18が動作する
。これにより電流が電源17からトランジスタ10、端
子u(N−)、駆動コイル7、端子u (−) 、端子
P(−)、駆動コイル8、端子1/−(+) 、)ラン
ジスタ13、トランジスタ16、アースを介して流れる
から、駆動コイル7には正の、駆動コイル8には負の電
流が流れ、時計回りの回転トルクが発生ずる。オンされ
る2(1ωの1−ランジスタの組合わせと、そのとき駆
動コイル7〜9に流れる電流の向きを次表に示す。
域にあるかに従ってこれらコイル7〜9の中の2個のコ
イルと、電流の方向を選択することにより回転子1に時
計回りまたは反時計回りの1−ルクを与えることができ
る。回転方向制御回路18は回転角信号Slと回転方向
信号S2とにもとづきこの選択動作を自動的に行う。す
なわち例えば、回転子1の永久磁石5のN極がAの領域
にあってこれを時計回りに回転さ・仕たいときは、6個
のトランジスタ10〜15のうちトランジスタIOと1
3の2つだけがオンするように制御回路18が動作する
。これにより電流が電源17からトランジスタ10、端
子u(N−)、駆動コイル7、端子u (−) 、端子
P(−)、駆動コイル8、端子1/−(+) 、)ラン
ジスタ13、トランジスタ16、アースを介して流れる
から、駆動コイル7には正の、駆動コイル8には負の電
流が流れ、時計回りの回転トルクが発生ずる。オンされ
る2(1ωの1−ランジスタの組合わせと、そのとき駆
動コイル7〜9に流れる電流の向きを次表に示す。
ただし、電流の向きは、電流が端子U(+)からu(−
)、端子1r(+)からv(−)、端子I(+)から〃
(−)に流れる場合を正とし、反対に流れる場合を負と
する。この場合、回転トルクの大きさはトランジスタ1
6を制御することにより閲整される。すなわち、トルク
指令信号S3に比例した電流がトランジスタ16を流れ
るようにトルク制御回路19はトランジスタI6を制御
する。トランジスタ16には全ての駆動コイル7〜9か
らの電流が流れるので、このI・ランジスタ16を制御
するだけで全体の電流が開俵されることになる。ただし
、トランジスタ16の電力得失を小さくする為にトルク
制御回路19ではトランジスタ16を継続的にオンオフ
し、そのデユーティ−比を制御するようにしてもよい。
)、端子1r(+)からv(−)、端子I(+)から〃
(−)に流れる場合を正とし、反対に流れる場合を負と
する。この場合、回転トルクの大きさはトランジスタ1
6を制御することにより閲整される。すなわち、トルク
指令信号S3に比例した電流がトランジスタ16を流れ
るようにトルク制御回路19はトランジスタI6を制御
する。トランジスタ16には全ての駆動コイル7〜9か
らの電流が流れるので、このI・ランジスタ16を制御
するだけで全体の電流が開俵されることになる。ただし
、トランジスタ16の電力得失を小さくする為にトルク
制御回路19ではトランジスタ16を継続的にオンオフ
し、そのデユーティ−比を制御するようにしてもよい。
しかしながら、このような構成による従来の直流モータ
の制御装置によれば、1−ルクを制御するためのトラン
ジスタ16を必要とする。このトランジスタ16は駆動
コイル7〜9を流れる大きな電流を制御しなければなら
ないことから容量、形状が比較的大きなものを用いなけ
ればならず、このためトランジスタを設置するスペース
を広くしなりればならず、装置全体が大形化し、コスト
が高くなる欠点があった。また、このトランジスタ16
による電圧降下で電力の消費割合が増加するという欠点
があった。
の制御装置によれば、1−ルクを制御するためのトラン
ジスタ16を必要とする。このトランジスタ16は駆動
コイル7〜9を流れる大きな電流を制御しなければなら
ないことから容量、形状が比較的大きなものを用いなけ
ればならず、このためトランジスタを設置するスペース
を広くしなりればならず、装置全体が大形化し、コスト
が高くなる欠点があった。また、このトランジスタ16
による電圧降下で電力の消費割合が増加するという欠点
があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、回転子の周囲に配置された複数の
駆動コイルに流れる電流の方向を制御する複数のスイッ
チング素子に回転方向制御回路から供給される制御信号
を断続するとともに、この制御信号の断続中において制
御信号が−F記ススイツチング素子供給される時間を、
上記トルク設定手段から出力されるトルク指令信号に対
応して制御するl・ルク制御回路から構成するものであ
る。
めになされたもので、回転子の周囲に配置された複数の
駆動コイルに流れる電流の方向を制御する複数のスイッ
チング素子に回転方向制御回路から供給される制御信号
を断続するとともに、この制御信号の断続中において制
御信号が−F記ススイツチング素子供給される時間を、
上記トルク設定手段から出力されるトルク指令信号に対
応して制御するl・ルク制御回路から構成するものであ
る。
以下この発明による直流モータの制御装置の一実施例に
ついて第3図を用いて以下説明する。なお、図中第2図
と同−又は相当部分には同一符号を用いている。第3図
において20は回転方向制御回路21とトルク制御回路
29から成るモータ制御回路である。回転方向制御回路
21は第2図に示す回転方向制御回路18と同様各トラ
ンジスタ10〜I5のうち2個を選択的に駆動してモー
タの回転方向を設定する。トルク制御回路29は上記回
転方向制御回路21と、各トランジスタ10〜15のベ
ースとの間に設りられた半導体スイッチング素子22〜
27と、これ等スイッチング素子22〜27をオンオフ
制御するパルス幅変調・駆動回路28とから構成される
。上記パルス幅変調・駆動回路は第4図に示すように1
周期′Fの区間においてパルスPを発生し、このパルス
PのパルスIIYiitの区間に渡って各素子22〜2
7をオンする。この場合、1−ルク指令信号s3の大き
さに比例してパルスPのパルスII’M tが変調され
る。
ついて第3図を用いて以下説明する。なお、図中第2図
と同−又は相当部分には同一符号を用いている。第3図
において20は回転方向制御回路21とトルク制御回路
29から成るモータ制御回路である。回転方向制御回路
21は第2図に示す回転方向制御回路18と同様各トラ
ンジスタ10〜I5のうち2個を選択的に駆動してモー
タの回転方向を設定する。トルク制御回路29は上記回
転方向制御回路21と、各トランジスタ10〜15のベ
ースとの間に設りられた半導体スイッチング素子22〜
27と、これ等スイッチング素子22〜27をオンオフ
制御するパルス幅変調・駆動回路28とから構成される
。上記パルス幅変調・駆動回路は第4図に示すように1
周期′Fの区間においてパルスPを発生し、このパルス
PのパルスIIYiitの区間に渡って各素子22〜2
7をオンする。この場合、1−ルク指令信号s3の大き
さに比例してパルスPのパルスII’M tが変調され
る。
なお、」ニススイッチング素子22〜27はトランジス
タ10〜15の微少なヘ−スミ流が流れるだりであり、
回転方向制御回路21とともに集積化される。この場合
、パルス幅変調・駆動回路28も同様に集積化してもよ
い。
タ10〜15の微少なヘ−スミ流が流れるだりであり、
回転方向制御回路21とともに集積化される。この場合
、パルス幅変調・駆動回路28も同様に集積化してもよ
い。
以上の構成によれば、パルス幅変調・駆動回路28によ
り、トルク指令信号S3の大きさに見合ってパルスPの
デユティ−比(t/T) 、すなわち、1−ランジスタ
10〜15のオン時間が制御されるので、トルクの制御
が可能となる。換言すると、1−ランジスタ/ρ〜/S
のうち2個のトランジスタのベータ側に回転方向制御回
路21より制御信号が供給されてオンされることになる
が、トルク制御回路29の素子22〜27のオンオフ動
作で上記制御信号が断続されるので、この選択して駆動
されるべきトランジスタが断続的にオンオフする。この
とき、■サイクル中のオン時間がトルク指令信号S3に
対応して調整されるので、駆動コイル7〜9に流れる平
均電流を調整でき、トルクを制御できる。なお、本発明
においてはトランジスタの代わりにMOS等の他のスイ
ッチング素子を用いてもよい。
り、トルク指令信号S3の大きさに見合ってパルスPの
デユティ−比(t/T) 、すなわち、1−ランジスタ
10〜15のオン時間が制御されるので、トルクの制御
が可能となる。換言すると、1−ランジスタ/ρ〜/S
のうち2個のトランジスタのベータ側に回転方向制御回
路21より制御信号が供給されてオンされることになる
が、トルク制御回路29の素子22〜27のオンオフ動
作で上記制御信号が断続されるので、この選択して駆動
されるべきトランジスタが断続的にオンオフする。この
とき、■サイクル中のオン時間がトルク指令信号S3に
対応して調整されるので、駆動コイル7〜9に流れる平
均電流を調整でき、トルクを制御できる。なお、本発明
においてはトランジスタの代わりにMOS等の他のスイ
ッチング素子を用いてもよい。
以上のように本発明によれば、モータを構成する駆動コ
イルを駆動して回転子の回転方向を制御する1−ランジ
スタを断続的に駆動ずにようにし、このときオン時間を
トルク指令信号に対応して調整するようにしてトルクを
制御するようにしたので、従来のような駆動コイルに流
れる電流を直接制御する大容量、大形のトランジスタが
不要となり電力の消PiI量が小さくなり、信頼性が向
上するという効果がある。なお、制御回路20ではスイ
ッチング素子22〜27を必要とするので回路としては
多少複数になるが、この素子は微少電流を扱う素子であ
り、回転方向制御回路21とともに集積化することが可
能となるので、このことは実際上はとんど問題とならな
い。
イルを駆動して回転子の回転方向を制御する1−ランジ
スタを断続的に駆動ずにようにし、このときオン時間を
トルク指令信号に対応して調整するようにしてトルクを
制御するようにしたので、従来のような駆動コイルに流
れる電流を直接制御する大容量、大形のトランジスタが
不要となり電力の消PiI量が小さくなり、信頼性が向
上するという効果がある。なお、制御回路20ではスイ
ッチング素子22〜27を必要とするので回路としては
多少複数になるが、この素子は微少電流を扱う素子であ
り、回転方向制御回路21とともに集積化することが可
能となるので、このことは実際上はとんど問題とならな
い。
第1図は直流モータの動作を説明するための構造棹式図
、第2図は従来の直流モーりの制御装置の構成を示すブ
ロック図、第3図はこの発明の−1・・・回転子、5・
・・永久磁石、6・・・固定子、7. 8. 9・・・
駆動コイル、10〜15・・・トランジスタ、16・・
・1−ルク制御トランジスタ、18.21・・・回転方
向制御回路、29・・・トルク制御回路、22〜27・
・・スイッチング素子、28・・・パルス+lff1変
調・駆動回路。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
、第2図は従来の直流モーりの制御装置の構成を示すブ
ロック図、第3図はこの発明の−1・・・回転子、5・
・・永久磁石、6・・・固定子、7. 8. 9・・・
駆動コイル、10〜15・・・トランジスタ、16・・
・1−ルク制御トランジスタ、18.21・・・回転方
向制御回路、29・・・トルク制御回路、22〜27・
・・スイッチング素子、28・・・パルス+lff1変
調・駆動回路。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- (1)回転子の周囲に配置された複数の駆動コイルに流
れる電流の方向を制御する複数のスイッチング素子と、
上記各スイッチング素子のいずれかに制御信号を出力し
、このスイッチング素子をオンして上記回転子の回転方
向を制御する1転方向制御回路と、トルク設定手段と、
上記回転方向制御回路から」二記各スイッチング素子に
供給される制御信号を断続するとともに、この制御信号
の断続中において制御信号が上記スイ・ノチング素子に
供給される時間を、上記トルク設定手段から出力される
トルク指令信号に対応して制御する1−ルク制御回路と
から構成したことを特徴とする直流モータの制御装置。 - (2)トルク制御回路は、回転方向制御回路の出力側と
各スイッチング素子の制御信号入力端子との間に接続さ
れる半導体スイッチング素子と、この半導体スイッチン
グ素子に、一定周期]゛に渡ってパルスPを出力し、こ
のパルスPのパルス幅tの区間において上記半導体スイ
ッチング素子をオンし、かつトルク設定手段からのI・
ルク指令信号に対応して、上記パルスのデユーティ−比
(t/”I’)を制御するパルス幅変調・駆動回路とか
ら構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の直流モータの制御装置。 - (3)半導体スイッチング素子を、回転方向制御回路を
構成する論理素子とともに集積化したことを特徴とする
特fi’r 請求の範囲第2項記載の直流モータの制御
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58206931A JPS6098888A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 直流モ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58206931A JPS6098888A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 直流モ−タの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6098888A true JPS6098888A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16531419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58206931A Pending JPS6098888A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 直流モ−タの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6098888A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63127297U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-19 | ||
JPS6425891U (ja) * | 1987-07-31 | 1989-02-14 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS493120A (ja) * | 1972-04-28 | 1974-01-11 |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP58206931A patent/JPS6098888A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS493120A (ja) * | 1972-04-28 | 1974-01-11 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63127297U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-19 | ||
JPS6425891U (ja) * | 1987-07-31 | 1989-02-14 |
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